DE102018128659A1 - High-frequency module with connection interface - Google Patents

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Tobias Janocha
Ulrich Mahr
Benjamin Falk
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Abstract

Es ist eine Hochfrequenzbaugruppe beschrieben, welche beispielsweise in Kommunikationssatelliten verwendet werden kann. Die Hochfrequenzbaugruppe enthält eine elektronische Einheit (45) und ein Gehäuse (37). Das Gehäuse umgibt die elektronische Einheit zumindest teilweise und die elektronische Einheit (45) ist zumindest teilweise in einem Innenraum (46) des Gehäuses angeordnet. An dem Gehäuse ist ein innerer Anschluss (41) angeordnet, welcher mit der elektronischen Einheit (45) so gekoppelt ist, dass elektrische Signale zwischen der elektronischen Einheit (45) und dem inneren Anschluss (41) übertragen werden können. Der innere Anschluss (41) ist einstückig mit zumindest einem Teil des Gehäuses (37) ausgestaltet. Hierdurch kann eine thermomechanische Belastung der elektronischen Einheit reduziert werden.A high-frequency assembly is described which can be used, for example, in communication satellites. The high-frequency assembly contains an electronic unit (45) and a housing (37). The housing at least partially surrounds the electronic unit and the electronic unit (45) is at least partially arranged in an interior (46) of the housing. An inner connection (41) is arranged on the housing and is coupled to the electronic unit (45) in such a way that electrical signals can be transmitted between the electronic unit (45) and the inner connection (41). The inner connection (41) is designed in one piece with at least part of the housing (37). Thereby, a thermomechanical load on the electronic unit can be reduced.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft Hochfrequenztechnik. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Hochfrequenzbaugruppe mit einer Anschlussschnittstelle. Weiter betrifft die Erfindung einen Satelliten mit einer solchen Hochfrequenzbaugruppe, wobei die Hochfrequenzbaugruppe beispielsweise als Teil einer Kommunikationseinrichtung bzw. einer Datenübertragungsstrecke, insbesondere einer Satellitenübertragungsstrecke oder einer Satellitenfunkübertragungsstrecke genutzt werden kann.The present invention relates to radio frequency technology. In particular, the invention relates to a high-frequency module with a connection interface. The invention further relates to a satellite with such a high-frequency assembly, the high-frequency assembly being able to be used, for example, as part of a communication device or a data transmission link, in particular a satellite transmission link or a satellite radio transmission link.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Systeme aus dem Bereich der Hochfrequenztechnik werden genutzt, um Signale und Daten von einer Sendeanlage zu einer Empfangsanlage zu übertragen. Hochfrequenztechnik wird bevorzugt genutzt, wenn Daten über eine große Entfernung (bis zu mehreren Hundert oder mehreren Tausend Kilometern) übertragen werden müssen.High-frequency technology systems are used to transmit signals and data from a transmitter to a receiver. High-frequency technology is preferred when data has to be transmitted over a large distance (up to several hundred or several thousand kilometers).

Bevor Signale an die Luftschnittstelle (z.B. Antenne) übergeben werden, können sie beispielsweise eine Verarbeitung oder Aufbereitung erfordern. Hochfrequenztechnik wird beispielsweise auf Kommunikationssatelliten eingesetzt, um Kommunikationssignale zu verstärken, zu kombinieren und zu filtern. Oft besteht ein Hochfrequenzsystem aus einzelnen Modulen (rauscharme Verstärker, auch als low noise amplifier, LNA, bezeichnet, Filter, Koppler, Isolatoren, Vorverstärker, Leistungsverstärker, etc.), die miteinander verbunden sind.Before signals are transferred to the air interface (e.g. antenna), they may require processing or processing, for example. Radio frequency technology is used, for example, on communication satellites to amplify, combine and filter communication signals. A high-frequency system often consists of individual modules (low-noise amplifiers, also known as low noise amplifiers, LNAs, filters, couplers, isolators, preamplifiers, power amplifiers, etc.) which are connected to one another.

Zwischen diesen Modulen sind Schnittstellen vorgesehen, um eine mechanische und elektrische Kopplung zwischen den Modulen herzustellen. Dabei werden die Schnittstellen unter verschiedenen Gesichtspunkten ausgestaltet, beispielsweise um die elektrischen Verluste zu minimieren und/oder die mechanische Festigkeit der Schnittstelle gemäß Vorgaben auszugestalten.Interfaces are provided between these modules in order to establish a mechanical and electrical coupling between the modules. The interfaces are designed from various points of view, for example in order to minimize the electrical losses and / or to design the mechanical strength of the interface in accordance with specifications.

EP 2 775 612 A1 und US 9,530,604 B2 beschreiben eine Signalübertragungseinheit, welche im Hochfrequenzbereich eingesetzt wird und insbesondere Verwendung in einem Kommunikationssatelliten findet. EP 2 775 612 A1 and US 9,530,604 B2 describe a signal transmission unit which is used in the radio frequency range and is used in particular in a communication satellite.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es kann als Aufgabe der Erfindung betrachtet werden, eine Anschlussschnittstelle für eine Hochfrequenzbaugruppe so auszugestalten, dass ein Montagevorgang der Hochfrequenzbaugruppe vereinfacht wird. Bei der Anschlussschnittstelle kann es sich um eine Hochfrequenzschnittstelle, beispielsweise eine Ausgangsschnittstelle oder Eingangsschnittstelle, handeln.It can be regarded as an object of the invention to design a connection interface for a high-frequency assembly in such a way that an assembly process of the high-frequency assembly is simplified. The connection interface can be a high-frequency interface, for example an output interface or input interface.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs. Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung.This object is achieved by the subject matter of the independent claim. Further embodiments result from the dependent claims and from the following description.

Gemäß einem Aspekt ist eine Hochfrequenzbaugruppe mit einer elektronischen Einheit und einem Gehäuse angegeben. Das Gehäuse umgibt die elektronische Einheit zumindest teilweise und die elektronische Einheit ist zumindest teilweise in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse weist einen inneren Anschluss auf, welcher mit der elektronischen Einheit so gekoppelt ist, dass elektrische Signale zwischen der elektronischen Einheit und dem inneren Anschluss übertragen werden können. Der innere Anschluss ist einstückig mit zumindest einem Teil des Gehäuses, wie beispielsweise einer Bodenwand oder Seitenwand, ausgestaltet.According to one aspect, a high-frequency assembly with an electronic unit and a housing is specified. The housing at least partially surrounds the electronic unit and the electronic unit is at least partially arranged in an interior of the housing. The housing has an inner connection which is coupled to the electronic unit in such a way that electrical signals can be transmitted between the electronic unit and the inner connection. The inner connection is designed in one piece with at least a part of the housing, such as a bottom wall or side wall.

Insbesondere wird ein Signalausgang oder ein Signaleingang der elektronischen Einheit mit dem inneren Anschluss verbunden. Ein Signalausgang der elektronischen Einheit liefert beispielsweise ein Nutzsignal, welches von der elektronischen Einheit als Ergebnis zumindest eines Verarbeitungsschrittes ausgegeben und an nachfolgende Einheiten (z.B. eine Antenne) übertragen wird. Im Falle einer Verwendung des Anschlusses der elektronischen Einheit als Signaleingang empfängt dieser ein Signal.In particular, a signal output or a signal input of the electronic unit is connected to the inner connection. A signal output of the electronic unit provides, for example, a useful signal, which is output by the electronic unit as a result of at least one processing step and transmitted to subsequent units (e.g. an antenna). If the connection of the electronic unit is used as a signal input, this receives a signal.

Die elektronische Einheit kann eine Signalquelle oder eine Signalsenke sein. Beispielsweise kann die elektronische Einheit mehrere Schnittstellen aufweisen, wobei jeweils eine Schnittstelle der elektronischen Einheit mit einem inneren Anschluss des Gehäuses gekoppelt ist. Hierzu kann das Gehäuse mehrere innere Anschlüsse aufweisen. Weiterhin kann dann eine Schnittstelle der elektronischen Einheit als Empfangsschnittstelle und eine andere Schnittstelle als Sendeschnittstelle ausgestaltet sein, so dass die elektronische Einheit zur gleichen Zeit über unterschiedliche Schnittstellen sendet bzw. empfängt. Es gibt also in diesem Fall getrennte Sende-/Empfangskanäle. Es ist aber auch denkbar, dass eine Schnittstelle der elektronischen Einheit im Zeitduplex-Modus nacheinander entweder als Sendeschnittstelle oder als Empfangsschnittstelle betrieben wird.The electronic unit can be a signal source or a signal sink. For example, the electronic unit can have a plurality of interfaces, one interface of the electronic unit being coupled to an inner connection of the housing. For this purpose, the housing can have several internal connections. Furthermore, an interface of the electronic unit can then be designed as a receiving interface and another interface as a transmitting interface, so that the electronic unit transmits or receives at the same time via different interfaces. In this case, there are separate send / receive channels. However, it is also conceivable that an interface of the electronic unit in time duplex mode is operated in succession either as a transmission interface or as a reception interface.

Nicht das gesamte Gehäuse muss einstückig sein, aber der innere Anschluss, auf den die elektronische Einheit signaltechnisch geführt ist, ist ein Teil des Gehäuses, d.h. der innere Anschluss ist einstückig mit diesem Teil des Gehäuses ausgestaltet. Beispielsweise kann der innere Anschluss ein Teil einer Gehäusewanne oder eines Gehäusedeckels sein.The entire housing does not have to be in one piece, but the internal connection to which the electronic unit is routed for signaling purposes is part of the housing, i.e. the inner connection is designed in one piece with this part of the housing. For example, the inner connection can be part of a housing trough or a housing cover.

Der hier beschriebene Aufbau hat den Vorteil, dass er ein Montageverfahren der Hochfrequenzbaugruppe stark vereinfacht. Das Signal von der elektronischen Einheit muss beispielsweise nicht mittels einer Koaxialleitung durch die Gehäusewand nach außen bzw. nach innen geführt werden. Stattdessen wird das Nutzsignal vom Ausgang der elektronischen Einheit unmittelbar auf den inneren Anschluss als Teil des Gehäuses geführt und über das Gehäuse weitergeleitet, oder anders herum. The construction described here has the advantage that it greatly simplifies an assembly process for the high-frequency assembly. For example, the signal from the electronic unit does not have to be routed outwards or inwards through the housing wall by means of a coaxial line. Instead, the useful signal from the output of the electronic unit is routed directly to the inner connection as part of the housing and passed on via the housing, or vice versa.

Die Hochfrequenzbaugruppe ermöglicht eine mechanische Entkopplung der elektronischen Einheit sowie der an der elektronischen Einheit angeschlossenen Verbindung von den außerhalb des Gehäuses befindlichen Elementen.The high-frequency assembly enables the electronic unit and the connection connected to the electronic unit to be mechanically decoupled from the elements located outside the housing.

Der innere Anschluss kann einen in das Gehäuse, insbesondere in die Gehäusewand, eingefrästen Signallaufpfad enthalten. Über diesen inneren Anschluss wird dann das Nutzsignal nach außen geführt. Der Signallaufpfad kann auch sog. Korrugationen enthalten oder daraus bestehen. Die Korrugationen sind in das Material des Gehäuses eingebrachte Eigenschaften, welche beispielsweise ausgestaltet sind, das zu übertragende Signal anzupassen.The inner connection can contain a signal path that is milled into the housing, in particular into the housing wall. The useful signal is then routed to the outside via this inner connection. The signal path can also contain or consist of so-called corrugations. The corrugations are properties introduced into the material of the housing, which are designed, for example, to adapt the signal to be transmitted.

Im Zusammenhang dieser Beschreibung ist unter Hochfrequenz ein Frequenzbereich oberhalb von einem GHz (Gigahertz, 1 x 10E9 Hertz) zu verstehen. Solche Frequenzbereiche werden beispielsweise bei Satellitenfunkübertragungsstrecken genutzt. Bei einer solchen Satellitenfunkübertragungsstrecke kann es sich beispielsweise um eine Ka-Band Übertragungsstrecke handeln in einem Frequenzbereich von 17,7 - 21,2 GHz für die Abwärtsstrecke (downlink) und 27,5 - 31 GHz für die Aufwärtsstrecke (uplink), um eine Ku- oder X-Band-Implementierung im Bereich um 11 bzw. 7 GHz, oder um eine L-Band- (um 1,5 GHz), S-Band- (um 2,5 GHz) oder C-Band-Implementierung (um 4 GHz).In the context of this description, high frequency means a frequency range above one GHz (gigahertz, 1 x 10E9 Hertz). Such frequency ranges are used for example in satellite radio transmission links. Such a satellite radio transmission link can be, for example, a Ka-band transmission link in a frequency range of 17.7-21.2 GHz for the downlink (downlink) and 27.5-31 GHz for the uplink (uplink), a Ku - or X-band implementation in the range around 11 or 7 GHz, or around an L-band (around 1.5 GHz), S-band (around 2.5 GHz) or C-band implementation (around 4 GHz).

Es wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Ausführungen in dieser Beschreibung sowohl für das Betreiben der elektronischen Einheit als Signalquelle wie auch als Signalsenke gelten, soweit nicht explizit anders dargestellt. Die allgemeine Bezugnahme in der Beschreibung auf einen Signalausgang gilt auch für einen Signaleingang.It is pointed out that all statements in this description apply to the operation of the electronic unit as a signal source as well as a signal sink, unless explicitly stated otherwise. The general reference in the description to a signal output also applies to a signal input.

Gemäß einer Ausführungsform ist der innere Anschluss von einer inneren Oberfläche des Gehäuses gebildet.According to one embodiment, the inner connection is formed by an inner surface of the housing.

Die elektronische Baugruppe wird also signaltechnisch auf die innere Oberfläche des Gehäuses geführt. Ein gesondertes und von dem Gehäuse getrenntes Anschlusselement ist also nicht nötig.The electronic assembly is therefore guided by signals to the inner surface of the housing. A separate connection element that is separate from the housing is therefore not necessary.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der innere Anschluss von einer in den Innenraum ragenden Nase des Gehäuses gebildet.According to a further embodiment, the inner connection is formed by a nose of the housing which projects into the interior.

Der innere Anschluss bildet also einen Steg oder einen Stift, welcher in den Innenraum ragt und von der Innenfläche des Gehäuses ausgeht. Die elektronische Baugruppe ist mit diesem Steg oder Stift verbunden.The inner connection thus forms a web or a pin which projects into the interior and extends from the inner surface of the housing. The electronic assembly is connected to this bridge or pin.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in einem Spalt zwischen der Nase und benachbarten Gehäusewandabschnitten mindestens teilweise ein elektrisch nicht-leitendes Material angeordnet.According to a further embodiment, an electrically non-conductive material is at least partially arranged in a gap between the nose and adjacent housing wall sections.

Bei diesem Material kann es sich beispielsweise um ein dielektrisches Material wie Teflon handeln. Hierdurch werden Störeffekte bei hohen Frequenzen reduziert oder gar unterdrückt.This material can be, for example, a dielectric material such as Teflon. This reduces or even suppresses interference at high frequencies.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäuse Aluminium oder eine Aluminiumlegierung auf.According to a further embodiment, the housing has aluminum or an aluminum alloy.

Allgemein gesagt ist das Gehäuse aus einem elektrisch leitfähigen Material. Dies kann Aluminium oder eine Aluminiumlegierung sein, beispielsweise eine Aluminium-Silizium-Legierung. Andere Materialien sind möglich. Das Gehäuse kann vollständig aus demselben Material gefertigt sein. Insbesondere kann das Gehäuse eine Wanne und einen Deckel aufweisen. Der Innenraum des Gehäuses befindet sich in der Wanne bzw. wird von der Wanne gebildet. Deckel und Wanne können aus demselben Material gefertigt sein. Am Ende eines Montagevorgangs der Hochfrequenzbaugruppe wird der Deckel auf der Wanne befestigt und bedeckt oder schließt den Innenraum mindestens teilweise.Generally speaking, the housing is made of an electrically conductive material. This can be aluminum or an aluminum alloy, for example an aluminum-silicon alloy. Other materials are possible. The housing can be made entirely of the same material. In particular, the housing can have a trough and a cover. The interior of the housing is in the tub or is formed by the tub. Lid and tray can be made of the same material. At the end of an assembly process for the high-frequency assembly, the cover is attached to the tub and covers or at least partially closes the interior.

Für die Verwendung im Weltall oder im Erdorbit sind solche Materialien bevorzugt, welche sich auf Grund ihres thermischen Ausdehnungskoeffizienten für diese Verwendung eignen. Die Temperaturschwankungen außerhalb der Erdatmosphäre können sehr groß sein, was insbesondere daran liegt, dass die Atmosphäre für den Abtransport der Wärme fehlt. Der Wechsel zwischen vorhandener und fehlender Sonneneinstrahlung kann dann zu sehr großen Temperaturschwankungen in Satelliten sowie deren Komponenten führen.For use in space or in earth orbit, preference is given to those materials which are suitable for this use on account of their coefficient of thermal expansion. The temperature fluctuations outside the earth's atmosphere can be very large, which is due in particular to the fact that the atmosphere for the removal of the heat is missing. The change between existing and missing solar radiation can then lead to very large temperature fluctuations in satellites and their components.

Um mechanische Belastungen an den Schnittstellen zwischen unterschiedlichen Komponenten, insbesondere Komponenten aus unterschiedlichen Materialien, gering zu halten, können die Materialien so ausgewählt werden, dass die thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufeinander abgestimmt sind, d.h. nahezu gleich sind oder innerhalb eines bestimmten Wertebereichs liegen.In order to keep mechanical loads at the interfaces between different components, in particular components made of different materials, low, the materials can be selected such that the thermal expansion coefficients are matched to one another, i.e. are almost the same or are within a certain range of values.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die elektronische Einheit ein Hochleistungsverstärker, insbesondere ein Hochleistungs-Transistorverstärker. According to a further embodiment, the electronic unit is a high-performance amplifier, in particular a high-performance transistor amplifier.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die elektronische Einheit ein rauscharmer Verstärker (low noise amplifier, LNA) oder ein Empfänger bzw. Receiver (LNA mit Frequenzumsetzer).In a further alternative embodiment, the electronic unit is a low noise amplifier (LNA) or a receiver or receiver (LNA with frequency converter).

Weitere Ausführungen sind hiermit möglich. Die Ausführungen können für hoch integrierte Hochfrequenzbaugruppen im Eingangsbereich oder im Ausgangsbereich angeordnet sein.Further designs are possible with this. The designs can be arranged for highly integrated high-frequency modules in the entrance area or in the exit area.

Ein Hochleistungsverstärker wird beispielsweise in Kommunikationssatelliten genutzt, um Kommunikationssignale zu verstärken und über einen Sendepfad weiterzuleiten, z.B. an eine Abstrahleinheit oder Antenneneinheit.A high-performance amplifier is used, for example, in communication satellites to amplify communication signals and transmit them via a transmission path, e.g. to a radiation unit or antenna unit.

Ein Hochleistungs-Transistorverstärker kann auch als solid-state power amplifier (SSPA) bezeichnet werden. Dieser Art Verstärker wird bei hohen Frequenzen alternativ oder zusätzlich zu sog. Wanderfeldröhrenverstärkern genutzt. SSPAs sind in verschiedenen Leistungsklassen und für sehr hohe Frequenzbänder verfügbar. Beispielsweise können SSPAs in den folgenden Frequenzbändern genutzt werden: C-, X-, Ku-, Ka- und Q-Band. Bei diesen Frequenzen und Leistungsklassen sind Wellenleiter auf der Ausgangsseite des Verstärkers bevorzugt, wenn nicht gar notwendig. Die elektronische Einheit kann also ein SSPA für die oben genannten Frequenzbänder sein.A high-performance transistor amplifier can also be referred to as a solid-state power amplifier (SSPA). This type of amplifier is used as an alternative or in addition to so-called traveling wave tube amplifiers at high frequencies. SSPAs are available in different performance classes and for very high frequency bands. For example, SSPAs can be used in the following frequency bands: C, X, Ku, Ka and Q band. At these frequencies and power classes, waveguides on the output side of the amplifier are preferred, if not necessary. The electronic unit can therefore be an SSPA for the frequency bands mentioned above.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Verbindung zwischen der elektronischen Einheit und dem inneren Anschluss eine Mikrostreifenverbindung.According to a further embodiment, a connection between the electronic unit and the inner connection is a microstrip connection.

Bei einer sog. Mikrostreifenleitung handelt es sich um einen elektrischen Wellenleiter, der aus einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Streifen besteht. Die Streifen können auf einem Dielektrikum aufgebracht sein.A so-called microstrip line is an electrical waveguide that consists of one or more electrically conductive strips. The strips can be applied on a dielectric.

Die Mikrostreifenverbindung wird an einem Ende mit der elektronischen Einheit verbunden. Im Falle eines Hochleistungs-Transistorverstärkers wird ein Ende der Mikrostreifenverbindung unmittelbar auf dem Halbleitersubstrat platziert und ist damit gekoppelt, so dass keine weitere gesonderte Mikrostreifenleitung nötig ist, um die Verbindung von dem Halbleitersubstrat zu dem Hohlleiterübergang herzustellen.The microstrip connection is connected at one end to the electronic unit. In the case of a high-performance transistor amplifier, one end of the microstrip connection is placed directly on the semiconductor substrate and is coupled to it, so that no further separate microstrip line is necessary to establish the connection from the semiconductor substrate to the waveguide transition.

Die Verbindung kann mittels sog. Drahtbonden hergestellt werden. Hierbei werden die Anschlüsse des SSPA, also eines integrierten Schaltkreises, über die Mikrostreifenverbindung mit dem inneren Anschluss des Gehäuses verbunden. Für das Bonden können auch Flachkabel oder Flachleitungen genutzt werden, sog. ribbon bonding.The connection can be made using so-called wire bonding. The connections of the SSPA, i.e. an integrated circuit, are connected to the inner connection of the housing via the microstrip connection. Flat cables or flat cables, so-called ribbon bonding, can also be used for bonding.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäuse einen zweiten inneren Anschluss auf, welcher einstückig mit dem Gehäuse ausgeführt ist, wobei der zweite innere Anschluss mit der elektronischen Einheit verbunden ist.According to a further embodiment, the housing has a second inner connection which is made in one piece with the housing, the second inner connection being connected to the electronic unit.

Der zweite innere Anschluss ist bevorzugt von dem ersten inneren Anschluss (der oben genannte innere Anschluss) beabstandet. Ein zweiter Ausgang der elektronischen Einheit kann mit dem zweiten inneren Anschluss gekoppelt sein, wobei hierfür die gleichen Möglichkeiten bestehen, wie bereits oben im Zusammenhang mit dem ersten inneren Anschluss beschrieben.The second inner port is preferably spaced from the first inner port (the above-mentioned inner port). A second output of the electronic unit can be coupled to the second inner connection, the same options being available for this as already described above in connection with the first inner connection.

In einem Ausführungsbeispiel kann eine zweite elektronische Einheit in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet sein und die zweite elektronische Einheit ist mit dem zweiten inneren Anschluss verbunden, um ein Nutzsignal auszugeben.In one exemplary embodiment, a second electronic unit can be arranged in the interior of the housing and the second electronic unit is connected to the second inner connection in order to output a useful signal.

Der erste innere Anschluss und der zweite innere Anschluss bilden jeweils einen Signallaufpfad oder Kanal. Jeder Kanal kann mindestens ein Halbleitersubstrat oder einen Halbleiter, beispielsweise einen Transistor aufweisen. Der jeweilige Transistor eines Signallaufpfads ist auf einer elektrisch nichtleitenden Substratkachel platziert, was eine galvanische Trennung für Gleichströme bietet. Um im Hochfrequenzbereich eine Trennung zwischen den Signallaufpfaden bereitzustellen, wird ein geeigneter Abstand zwischen den Signallaufpfaden und deren Elementen gewählt, so dass sich die Signallaufpfade nicht gegenseitig beeinflussen oder stören. Um dies zu erreichen, können in das Gehäusematerial auch weitere Elemente eingearbeitet werden, beispielsweise metallische Elemente, Dichtungen, oder HF-Absorbermaterial.The first inner connection and the second inner connection each form a signal path or channel. Each channel can have at least one semiconductor substrate or a semiconductor, for example a transistor. The respective transistor of a signal path is placed on an electrically non-conductive substrate tile, which offers galvanic isolation for direct currents. In order to provide a separation between the signal paths in the high-frequency range, a suitable distance between the signal paths and their elements is selected so that the signal paths do not influence or interfere with each other. In order to achieve this, other elements can also be incorporated into the housing material, for example metallic elements, seals or HF absorber material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Oberfläche des Gehäuses mindestens teilweise mit Gold oder Silber beschichtet.According to a further embodiment, a surface of the housing is at least partially coated with gold or silver.

Dies kann die elektrische Leitfähigkeit positiv beeinflussen. Mindestens ein Teil der Oberfläche, innen und/oder außen, des Gehäuses ist entsprechend beschichtet. Die Beschichtung kann wenige µm dick sein.This can have a positive influence on the electrical conductivity. At least part of the surface, inside and / or outside, of the housing is coated accordingly. The coating can be a few µm thick.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Hochfrequenzbaugruppe weiterhin einen ersten Hohlleiterabschnitt auf. Der erste Hohlleiterabschnitt liegt an einer äußeren Oberfläche des Gehäuses an.According to a further embodiment, the high-frequency assembly furthermore has a first waveguide section. The first waveguide section bears against an outer surface of the housing.

Somit wird das Nutzsignal von der elektronischen Einheit in dem Gehäuse über die Verbindung zu dem inneren Anschluss des Gehäuses und von dem Gehäuse auf den Hohlleiter geführt. The useful signal is thus carried by the electronic unit in the housing via the connection to the inner connection of the housing and from the housing to the waveguide.

Dieser Aufbau ermöglicht es, die Hochfrequenzbaugruppe modular aufzubauen. Zunächst kann das Gehäuse mit innenliegender elektronischer Einheit sowie der Verbindung zwischen Gehäuse und elektronischer Einheit hergestellt und/oder montiert werden. Bis hierhin ist der Hohlleiter nicht mit dem Gehäuse verbunden oder gekoppelt. Erst wenn die elektronische Einheit in dem Innenraum des Gehäuses mit dem inneren Anschluss verbunden ist, wird das Gehäuse mit dem Hohlleiter gekoppelt. Das Gehäuse wird als abgeschlossenes Modul mit dem Hohlleiter verbunden.This structure enables the high-frequency module to be constructed in a modular manner. First, the housing with the internal electronic unit and the connection between the housing and the electronic unit can be manufactured and / or assembled. Up to this point, the waveguide has not been connected or coupled to the housing. Only when the electronic unit in the interior of the housing is connected to the inner connection is the housing coupled to the waveguide. The housing is connected to the waveguide as a closed module.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht der erste Hohlleiterabschnitt aus einer ersten Halbschale und einer zweiten Halbschale, wobei das Gehäuse zwischen der ersten Halbschale und der zweiten Halbschale angeordnet ist.According to a further embodiment, the first waveguide section consists of a first half shell and a second half shell, the housing being arranged between the first half shell and the second half shell.

Das Gehäuse wird also von dem Hohlleiter umgeben und das Signal von der elektronischen Einheit wird über das Gehäuse auf den Hohlleiter übertragen. Hierzu kann an dem Gehäuse mindestens ein äußerer Anschluss vorhanden sein.The housing is therefore surrounded by the waveguide and the signal from the electronic unit is transmitted to the waveguide via the housing. For this purpose, at least one external connection can be provided on the housing.

Stellt das Gehäuse mehrere Kanäle bereit, kann für jeden Kanal ein eigener äußerer Anschluss vorgesehen sein.If the housing provides several channels, a separate external connection can be provided for each channel.

Die Signalverbindung zwischen dem Gehäuse und dem Hohlleiter wird beispielsweise dadurch hergestellt, dass die beiden Halbschalen miteinander verbunden sind und an der äußeren Oberfläche des Gehäuses anliegen. Der Hohlleiter wird also an die Außenfläche des Gehäuses gedrückt. Es ist aber ebenso denkbar, dass die Hohlleiter mit dem Gehäuse formschlüssig verbunden werden, z.B. verschraubt.The signal connection between the housing and the waveguide is established, for example, in that the two half-shells are connected to one another and rest on the outer surface of the housing. The waveguide is thus pressed against the outer surface of the housing. However, it is also conceivable that the waveguides are positively connected to the housing, e.g. screwed.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Hochfrequenzbaugruppe weiterhin einen zweiten Hohlleiterabschnitt auf, welcher sich an den ersten Hohlleiterabschnitt anschließt, so dass das Gehäuse durch den ersten Hohlleiterabschnitt und den zweiten Hohlleiterabschnitt umschlossen ist.According to a further embodiment, the high-frequency assembly furthermore has a second waveguide section which adjoins the first waveguide section, so that the housing is enclosed by the first waveguide section and the second waveguide section.

Das Gehäuse mit der elektronischen Einheit ist also in dem Hohlleiter bestehend aus erstem und zweitem Hohlleiterabschnitt gekapselt. Somit ist die elektronische Einheit in dem Gehäuse thermomechanisch von dem Hohlleiter und jedem einzelnen der Hohlleiterabschnitte entkoppelt.The housing with the electronic unit is therefore encapsulated in the waveguide consisting of the first and second waveguide sections. Thus, the electronic unit in the housing is thermomechanically decoupled from the waveguide and each individual one of the waveguide sections.

Der erste Hohlleiterabschnitt und der zweite Hohlleiterabschnitt sind miteinander mechanisch verbunden. Beispielsweise sind die beiden Hohlleiterabschnitte miteinander verschraubt. Bevorzugt sind die Hohlleiterabschnitte reversibel miteinander verbunden, so dass das Gehäuse aus dem Hohlleiter auch entnommen werden kann. Es ist aber ebenso denkbar, dass die beiden Hohlleiterabschnitte stoffschlüssig und nicht reversibel miteinander verbunden sind.The first waveguide section and the second waveguide section are mechanically connected to one another. For example, the two waveguide sections are screwed together. The waveguide sections are preferably reversibly connected to one another, so that the housing can also be removed from the waveguide. However, it is also conceivable that the two waveguide sections are integrally and not reversibly connected to one another.

Die Verbindungsstelle des ersten Hohlleiterabschnitts mit dem zweiten Hohlleiterabschnitt kann durch direkten Kontakt der metallischen Gehäusewände hergestellt werden. Ebenso kann ein Spalt zwischen den metallischen Gehäusewänden bestehen, über den kapazitiv gekoppelt wird. Ebenso kann ein weiches, elektrisch leitfähiges, elastisch verformbares oder nachgebendes Material in die Verbindungsstelle des ersten Hohlleiterabschnitts mit dem zweiten Hohlleiterabschnitt eingebracht werden, um den galvanischen Kontakt sicherzustellen.The connection point of the first waveguide section with the second waveguide section can be produced by direct contact of the metallic housing walls. There can also be a gap between the metallic housing walls, via which capacitive coupling takes place. Likewise, a soft, electrically conductive, elastically deformable or yielding material can be introduced into the connection point of the first waveguide section with the second waveguide section in order to ensure the galvanic contact.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in dem zweiten Hohlleiterabschnitt mindestens ein Element aus der Gruppe aufweisend die folgenden Elemente enthalten: Filter, Isolatoren, Biegungen, Antennen, Zirkulatoren, Multiplexer.According to a further embodiment, the second waveguide section contains at least one element from the group comprising the following elements: filters, isolators, bends, antennas, circulators, multiplexers.

In dem zweiten Hohlleiterabschnitt können somit sämtliche Elemente angeordnet sein, die für die Verarbeitung der Hochfrequenzsignale der elektronischen Einheit benötigt oder gewünscht sind.All elements which are required or desired for processing the high-frequency signals of the electronic unit can thus be arranged in the second waveguide section.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Gehäuse mit dem ersten inneren Anschluss und mit dem zweiten inneren Anschluss, soweit dieser vorhanden ist, sowie mit allen anderen Komponenten des Gehäuses einstückig ausgestaltet.According to a further embodiment, the housing is configured in one piece with the first inner connection and with the second inner connection, insofar as this is present, and with all other components of the housing.

Alternativ kann das Gehäuse aus zwei oder mehreren Teilen bestehen, beispielsweise aus Teilschalen oder Halbschalen.Alternatively, the housing can consist of two or more parts, for example partial shells or half shells.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kommunikationssatellit angegeben. Der Kommunikationssatellit weist eine Hochfrequenzbaugruppe wie oben und im Folgenden beschrieben auf, wobei die Hochfrequenzbaugruppe in einer Datenübertragungsstrecke in dem Kommunikationssatelliten angeordnet ist.According to a further aspect, a communication satellite is specified. The communication satellite has a high-frequency module as described above and below, the high-frequency module being arranged in a data transmission link in the communication satellite.

Ein Kommunikationssatellit ist ein für die Verwendung im Erdorbit vorgesehenes Raumfahrzeug, welches eine Kommunikationsanlage zum Empfangen und Senden von Daten bzw. Signalen enthält. Daneben kann ein Kommunikationssatellit auch Einheiten zum Verarbeiten der Daten enthalten. Die Hochfrequenzbaugruppe kann bevorzugt in einem Signalverarbeitungspfad der Kommunikationsanlage des Kommunikationssatelliten verwendet werden.A communication satellite is a spacecraft intended for use in earth orbit, which contains a communication system for receiving and transmitting data or signals. In addition, a communication satellite can also contain units for processing the data. The high-frequency module can preferably be used in a signal processing path of the communication system of the communication satellite.

Die Hochfrequenzbaugruppe dient der Aufbereitung, Verarbeitung und Verstärkung von Signalen, insbesondere von Hochfrequenzsignal in den oben genannten Frequenzbändern. The high-frequency module is used for processing, processing and amplifying signals, in particular high-frequency signals in the above-mentioned frequency bands.

Durch den hierin beschriebenen Aufbau der Hochfrequenzbaugruppe eignet sich diese insbesondere für die Verwendung außerhalb oder in den äußersten Schichten der Erdatmosphäre. Die thermomechanische Entkopplung der elektronischen Einheit (beispielsweise einer Verstärkereinheit) von dem Hohlleiter reduziert die mechanische Belastung der elektronischen Einheit sowie einer von der elektronischen Einheit abgehenden Verbindung.The structure of the high-frequency module described here makes it particularly suitable for use outside or in the outermost layers of the earth's atmosphere. The thermomechanical decoupling of the electronic unit (for example an amplifier unit) from the waveguide reduces the mechanical load on the electronic unit and on a connection going out of the electronic unit.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Die Darstellungen sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche oder ähnliche Elemente. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Kommunikationssatelliten gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 2 eine schematische Darstellung eines Blockschaltbildes eines Hochleistungs-Transistorverstärkers.
  • 3 eine schematische Darstellung einer Koaxialkopplung eines Verstärkers mit einem Hohlleiter.
  • 4 eine schematische Darstellung einer kraftschlüssigen Kopplung zwischen einem Verstärker und einem Hohlleiter.
  • 5 eine schematische Darstellung einer kraft- und formschlüssigen Kopplung zwischen einem Verstärker und einem Hohlleiter.
  • 6 eine schematische isometrische Darstellung einer Hochfrequenzbaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 7 eine schematische isometrische Darstellung einer Hochfrequenzbaugruppe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 8 eine schematische isometrische Darstellung einer Hochfrequenzbaugruppe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
In the following, exemplary embodiments of the invention are discussed in more detail with reference to the accompanying drawings. The representations are schematic and are not to scale. The same reference numerals refer to the same or similar elements. Show it:
  • 1 is a schematic representation of a communication satellite according to an embodiment.
  • 2nd is a schematic representation of a block diagram of a high-performance transistor amplifier.
  • 3rd is a schematic representation of a coaxial coupling of an amplifier with a waveguide.
  • 4th is a schematic representation of a frictional coupling between an amplifier and a waveguide.
  • 5 is a schematic representation of a positive and positive coupling between an amplifier and a waveguide.
  • 6 is a schematic isometric view of a high frequency assembly according to an embodiment.
  • 7 is a schematic isometric view of a high frequency assembly according to another embodiment.
  • 8th is a schematic isometric view of a high frequency assembly according to another embodiment.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationssatelliten 1. In dem Kommunikationssatelliten 1 ist eine Hochfrequenzbaugruppe 10 angeordnet. Die Hochfrequenzbaugruppe 10 kann Bestandteil eines Signalübertragungspfads in dem Kommunikationssatelliten sein. Beispielsweise kann die Hochfrequenzbaugruppe 10 Teil einer Steuereinheit oder der Signalverarbeitung für eine Übertragungseinheit 2 sein, wobei die Übertragungseinheit 2 beispielsweise eine Antenne ist. 1 shows a schematic representation of a communication satellite 1 . In the communication satellite 1 is a high frequency assembly 10th arranged. The high-frequency assembly 10th can be part of a signal transmission path in the communication satellite. For example, the high-frequency assembly 10th Part of a control unit or signal processing for a transmission unit 2nd be, the transmission unit 2nd for example, is an antenna.

Die hierin beschriebene Hochfrequenzbaugruppe eignet sich insbesondere für die signaltechnische Anbindung von Transistorverstärkern oder allgemein Halbleiterverstärkern (SSPA) an einen Signalausgang.The high-frequency module described here is particularly suitable for the signaling connection of transistor amplifiers or generally semiconductor amplifiers (SSPA) to a signal output.

2 zeigt beispielhaft ein Blockschaltbild eines Halbleiterverstärkers 20 (SSPA). Gerade in Hochleistungsanwendungen haben SSPAs in jüngster Zeit die Wanderfeldröhrenverstärker ersetzt oder ergänzt. Insbesondere in Anwendungen wo die SSPAs die Wanderfeldröhren ersetzen, sind hohe Leistungsanforderungen bei sehr hohen Frequenzen an die Verstärkerkomponenten gestellt. Bei hohen Leistungen und hohen Frequenzen (z.B. C, X, Ku, Ka und Q-Band) sind Hohlleiterausgänge die bevorzugte Technologie. 2nd shows an example of a block diagram of a semiconductor amplifier 20th (SSPA). Especially in high-performance applications, SSPAs have recently replaced or supplemented the traveling wave tube amplifiers. Particularly in applications where the SSPAs replace the traveling wave tubes, high performance requirements are imposed on the amplifier components at very high frequencies. At high powers and high frequencies (e.g. C, X, Ku, Ka and Q-Band) waveguide outputs are the preferred technology.

Ein typischer SSPA 20 weist eine Eingangsschnittstelle 22, einen Vorverstärker 24, einen Hochleistungsverstärker 26 und eine Ausgangsschnittstelle 28 auf. Um Verluste in der Ausgangsschnittstelle so gering wie möglich zu halten, ist es wünschenswert, einen Hohlleiterausgang so nah wie möglich an der Endstufe des Hochleistungsverstärkers, also dem Element 26, anzuordnen.A typical SSPA 20th has an input interface 22 , a preamp 24th , a high-performance amplifier 26 and an output interface 28 on. In order to keep losses in the output interface as low as possible, it is desirable to have a waveguide output as close as possible to the output stage of the high-performance amplifier, i.e. the element 26 to arrange.

Zumindest der Hochleistungsverstärker 26, aber auch andere in 2 gezeigte Baugruppen, können innerhalb des Gehäuses der hierin beanspruchten Hochfrequenzbaugruppe angeordnet sein und als elektronische Einheit bezeichnet werden.At least the high-performance amplifier 26 , but also others in 2nd The assemblies shown can be arranged within the housing of the high-frequency assembly claimed herein and can be referred to as an electronic unit.

3 bis 5 zeigen dem besseren Verständnis der Erfindung dienend existierende Anschlussschnittstellen eines Hohlleiters an ein Verstärkerelement. 3rd to 5 show the better understanding of the invention serving existing connection interfaces of a waveguide to an amplifier element.

3 zeigt eine Anschlussvariante unter Verwendung einer Koaxialleitung, welche einen induktiven Übergang zu dem Hohlleiter bildet. Ein innerer elektrischer Leiter 33 der Koaxialleitung ist mittels eines Befestigungselements 35, beispielsweise einer Schraubverbindung, mit dem Hohlleiter 36 verbunden. Die Koaxialleitung wird durch das Gehäuse 37 geführt. Dabei ist der innere elektrische Leiter 33 mit einer isolierenden Hülle 34 versehen. Die isolierende Hülle 34 umgibt den Leiter 33 und kann beispielsweise aus Polytetrafluorethylen oder einem anderen isolierenden Material bestehen. Innerhalb des Gehäuses 37 in dessen Innenraum 46 ist der Leiter 33 mit einem elektronischen Substrat 31 verbunden. Diese Verbindung 32 kann beispielsweise in Streifenleitertechnik mittels eines Mikrostreifens hergestellt werden. Das Substrat 31 kann der in 2 gezeigte Hochleistungsverstärker 26 sein. 3rd shows a connection variant using a coaxial line, which forms an inductive transition to the waveguide. An inner electrical conductor 33 the coaxial line is by means of a fastener 35 , for example a screw connection, with the waveguide 36 connected. The coaxial line is through the housing 37 guided. Here is the inner electrical conductor 33 with an insulating sleeve 34 Mistake. The insulating shell 34 surrounds the leader 33 and can be made of, for example, polytetrafluoroethylene or another insulating material. Inside the case 37 in its interior 46 is the leader 33 with an electronic substrate 31 connected. This connection 32 can be produced, for example, in strip line technology using a microstrip will. The substrate 31 can the in 2nd shown high power amplifier 26 be.

Der Signalpfad des zu verstärkenden Signals wird mit zwei Pfeilen angezeigt. Ein Signal wird dem Hochleistungsverstärker 31 zugeführt, dort verarbeitet (d.h. verstärkt) und über die Verbindung 32 und die Koaxialleitung 33, 34 auf den Hohlleiter 36 geführt.The signal path of the signal to be amplified is indicated by two arrows. A signal is sent to the high power amplifier 31 fed, processed there (ie reinforced) and via the connection 32 and the coaxial line 33 , 34 on the waveguide 36 guided.

Der Aufbau in 3 hat folgende Eigenschaften, die unter Umständen und in Abhängigkeit des Verwendungsgebiets unerwünscht sein können: Weil der Koaxialleiter 33 mechanisch mit dem Hohlleiter 36 verbunden ist, kann eine hohe mechanische Belastung auf die Verbindung 32 ausgeübt werden, beispielsweise im Falle von Temperaturschwankungen und daraus resultierender thermischer Ausdehnung des Hohlleiters und des Gehäuses sowie der anderen Komponenten. Um dieser Belastung vorzubeugen, kann das Gehäuse aus einem steifen Material hergestellt werden, was allerdings das Gewicht nachteilig erhöhen könnte. Weiterhin hat die Koaxialleitung einen großen Einfluss auf die Verluste. Letztlich zeichnet sich dieser Aufbau durch eine ungünstige Montagereihenfolge aus, weil der Hohlleiter mit der Koaxialleitung verbunden wird, bevor die Koaxialleitung über eine Streifenleitung 32 mit dem Substrat 31 verbunden wird. Hierdurch kann der Zugang zu dem Substrat 31 sowie den Bonding-Stellen erschwert werden.The construction in 3rd has the following properties, which may be undesirable depending on the area of use: Because of the coaxial conductor 33 mechanically with the waveguide 36 is connected, a high mechanical load on the connection 32 are exercised, for example in the case of temperature fluctuations and the resulting thermal expansion of the waveguide and the housing and the other components. To prevent this stress, the housing can be made of a rigid material, which could, however, disadvantageously increase the weight. Furthermore, the coaxial line has a major impact on the losses. Ultimately, this structure is characterized by an unfavorable assembly sequence because the waveguide is connected to the coaxial line before the coaxial line is connected via a strip line 32 with the substrate 31 is connected. This allows access to the substrate 31 as well as the bonding points.

4 zeigt eine alternative Verbindungstechnik, bei der der Hohlleiter 36 metallische Rippen 38 hat. Die metallischen Rippen sind in direkter galvanischer Verbindung mit einer Mikrostreifenverbindung 32. 4th shows an alternative connection technique in which the waveguide 36 metallic ribs 38 Has. The metallic ribs are in direct galvanic connection with a microstrip connection 32 .

Bei diesem Aufbau übt die metallische Rippe 38 eine Druckkraft auf die Mikrostreifenleitung aus, um die galvanische Verbindung herzustellen. Diese Druckkraft hat Einfluss auf die Güte der galvanischen Verbindung. Bei Temperaturschwankungen kann die Druckkraft allerdings schwanken, und zwar auf Grund der verschiedenen Materialien der Rippe 38 und dem Substrat 31 sowie der Mikrostreifenleitung 32. Die Materialien haben unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten, was in mechanischer Belastung der Verbindungsstellen resultiert, wenn die Temperatur schwankt. Der Hohlleiter 36 ist in diesem Aufbau ebenfalls nicht thermomechanisch von dem Substrat 31 entkoppelt. Außerdem ist ein Substrat mit einer aufgeprägten Mikrostreifenleitung 32 erforderlich, was ebenfalls Verluste einbringt.With this construction, the metallic rib exercises 38 a compressive force on the microstrip line to establish the galvanic connection. This pressure force influences the quality of the galvanic connection. With temperature fluctuations, however, the pressure force can fluctuate due to the different materials of the rib 38 and the substrate 31 and the microstrip line 32 . The materials have different coefficients of thermal expansion, which results in mechanical stress on the connection points when the temperature fluctuates. The waveguide 36 is also not thermomechanical of the substrate in this construction 31 decoupled. There is also a substrate with an embossed microstrip line 32 required, which also brings losses.

5 zeigt eine weitere Möglichkeit für eine Verbindung zwischen dem Hohlleiter 36 und einer elektronischen Komponente 31. Das Substrat 31 weist eine Metallisierung 32 auf und wird direkt in den Hohlleiter 36 außerhalb des Gehäuses 37 eingekoppelt. Hierzu ragt das Substrat 31 teilweise aus dem Gehäuse 37 heraus. 5 shows another way for a connection between the waveguide 36 and an electronic component 31 . The substrate 31 exhibits a metallization 32 on and gets straight into the waveguide 36 outside the case 37 coupled. The substrate protrudes from this 31 partly from the housing 37 out.

In diesem Aufbau ragt das Substrat 31 jedoch in den Hohlleiter 36 ohne mechanische Stütze hinein und kann erheblicher mechanischer Belastung ausgesetzt werden.The substrate protrudes in this structure 31 however in the waveguide 36 without mechanical support and can be exposed to considerable mechanical stress.

Im Gegensatz hierzu zeigt 6 einen Aufbau, bei dem die elektronische Einheit 45 (entspricht dem Substrat 31) über eine Mikrostreifenverbindung 32 mit dem Gehäuse 37 verbunden ist. Die elektronische Einheit 45 ist in dem Innenraum 46 des Gehäuses 37 angeordnet. Beispielsweise ist die elektronische Einheit 45 an einer Bodenfläche des Gehäuses angeordnet und mit der Bodenfläche mechanisch verbunden bzw. hieran fixiert. Es ist möglich, dass die elektronische Einheit auch an einer anderen Position in dem Innenraum des Gehäuses montiert ist.In contrast, shows 6 a structure in which the electronic unit 45 (corresponds to the substrate 31 ) via a microstrip connection 32 with the housing 37 connected is. The electronic unit 45 is in the interior 46 of the housing 37 arranged. For example, the electronic unit 45 arranged on a bottom surface of the housing and mechanically connected to or fixed to the bottom surface. It is possible that the electronic unit is also mounted at a different position in the interior of the housing.

Der innere Anschluss 41 ist Teil des Gehäuses, In dem Beispiel der 6 ist der innere Anschluss 41 als Nase ausgestaltet. Die Nase ist einstückig mit dem Gehäuse, beispielsweise einer Seitenwand des Gehäuses, ausgeführt. In 6 ragt die Nase in einem rechten Winkel mit Bezug zu der Seitenwand in Richtung des Innenraums 46. Die Verbindung 32 verbindet die elektronische Einheit 45 mit einer Oberfläche der Nase. Die Nase kann so angeordnet und ausgestaltet sein, dass sich eine Oberfläche der Nase mit einer Oberfläche der elektronischen Einheit auf gleicher Höhe befindet. In dem Beispiel der 6 ist die obere Fläche der Nase auf gleicher Höhe mit der oberen Fläche der elektronischen Einheit. Die Verbindung 32 ist damit so angeordnet, dass sich ihre beiden Enden auf gleicher Höhe befinden.The inner connection 41 is part of the case, in the example the 6 is the inner connection 41 designed as a nose. The nose is made in one piece with the housing, for example a side wall of the housing. In 6 the nose protrudes at a right angle with respect to the side wall towards the interior 46 . The connection 32 connects the electronic unit 45 with a surface of the nose. The nose can be arranged and designed in such a way that a surface of the nose is at the same height as a surface of the electronic unit. In the example of the 6 is the top surface of the nose level with the top surface of the electronic unit. The connection 32 is so arranged that both ends are at the same height.

Das Gehäuse 37 ist umgeben von einer Hohlleiterstruktur 36. Die Hohlleiterstruktur 36 besteht in diesem Beispiel aus zwei Halbschalen 39, 40. Die Halbschalen sind so zusammengefügt, dass das Gehäuse 37 von den Halbschalen zumindest teilweise oder auch vollständig umgeben wird. Somit wird das Signal von der elektronischen Einheit 45 über den inneren Anschluss 41 und das Gehäuse 37 auf den Hohlleiter 36 geführt. Mindestens eine Halbschale des Hohlleiters liegt zumindest teilweise an der Außenwand des Gehäuses 37 an, so dass eine galvanische Verbindung hergestellt wird und das Signal in den Hohlleiter eingekoppelt werden kann.The housing 37 is surrounded by a waveguide structure 36 . The waveguide structure 36 in this example consists of two half shells 39 , 40 . The half shells are assembled so that the housing 37 is at least partially or completely surrounded by the half-shells. Thus the signal from the electronic unit 45 via the inner connector 41 and the housing 37 on the waveguide 36 guided. At least one half-shell of the waveguide lies at least partially on the outer wall of the housing 37 so that a galvanic connection is established and the signal can be coupled into the waveguide.

Dieser Aufbau ermöglicht es, dass die elektrische Verbindung 32 von dem Hohlleiter 36 mechanisch entkoppelt ist. Der Übergang zu dem Hohlleiter wird durch Rippen oder Stege (z.B. die Nase des inneren Anschlusses) in dem Gehäuse bereitgestellt. Die Rippen oder Stege können in das Gehäuse bzw. eine Gehäusewand gefräst werden. So ein Steg bildet einen Befestigungsvorsprung in dem Gehäuse. Der Befestigungsvorsprung ragt aus der Gehäusewand in Richtung der elektronischen Einheit hervor. Hierdurch wird ein Abstand zu der elektronischen Einheit reduziert, was das Herstellen der Verbindung 32 vereinfachen kann.This structure enables the electrical connection 32 from the waveguide 36 is mechanically decoupled. The transition to the waveguide is provided by ribs or webs (for example the nose of the inner connection) in the housing. The ribs or webs can be milled into the housing or a housing wall. Such a web forms a fastening projection in the housing. The fastening projection protrudes from the Housing wall in the direction of the electronic unit. This reduces a distance from the electronic unit, which makes the connection 32 can simplify.

Der Hohlleiter 36 kann mit dem Gehäuse verschraubt werden. Der Hohlleiter kann an dem Gehäuse so angeordnet sein, dass seine Erstreckungsrichtung der Ausbreitungsrichtung des Signalpfads entspricht. Änderungen der Erstreckungsrichtung des Hohlleiters können über Biegungen oder Drehungen erzielt werden.The waveguide 36 can be screwed to the housing. The waveguide can be arranged on the housing such that its direction of extension corresponds to the direction of propagation of the signal path. Changes in the direction of extension of the waveguide can be achieved via bends or rotations.

Durch den in 6 gezeigten Aufbau werden Verluste des HF-Signals reduziert, weil die Hohlleiterstruktur über das Gehäuse unmittelbar auf den Ausgang der elektronischen Einheit gekoppelt wird. Die empfindliche Verbindung 32 ist mechanisch von dem Hohlleiter entkoppelt. Dies ermöglicht es, dass zunächst nur das Gehäuse mit der darin angeordneten elektronischen Einheit hergestellt und verbunden wird, bevor der Hohlleiter angebracht wird.By the in 6 shown construction losses of the RF signal are reduced because the waveguide structure is coupled directly to the output of the electronic unit via the housing. The sensitive connection 32 is mechanically decoupled from the waveguide. This enables only the housing with the electronic unit arranged therein to be manufactured and connected first before the waveguide is attached.

7 zeigt ein anderes Beispiel einer Hochfrequenzbaugruppe. Das Gehäuse 37 ist in diesem Beispiel ebenfalls aus zwei Halbschalen gefertigt und der als Nase oder Steg ausgestaltete innere Anschluss 41 ist Teil einer Halbschale des Gehäuses. Bevorzugt ist der innere Anschluss 41 als Teil derjenigen Halbschale ausgestaltet, an der auch die elektronische Einheit montiert ist. 7 shows another example of a high frequency assembly. The housing 37 in this example is also made of two half-shells and the inner connection designed as a nose or web 41 is part of a half shell of the housing. The internal connection is preferred 41 designed as part of the half shell on which the electronic unit is also mounted.

Auf der Ausgangsseite des Gehäuses zu dem Hohlleiter kann eine gestufte Hohlleiterverbindung oder eine gerippte Struktur vorhanden sein. Diese Struktur hat die Funktion, das elektrische Signal an dem inneren Anschluss von dem Streifenleiter-Mode auf den Hohlleiter-Mode zu wandeln und gegebenenfalls die Hohlleiterachse in eine gewünschte Richtung zu drehen.A stepped waveguide connection or a ribbed structure can be present on the output side of the housing to the waveguide. This structure has the function of converting the electrical signal at the inner connection from the stripline mode to the waveguide mode and, if appropriate, rotating the waveguide axis in a desired direction.

8 zeigt das Gehäuse 37 innerhalb einer Hohlleiterstruktur bestehend aus den beiden Hohlleiterabschnitten 42, 43. Das Gehäuse 37 ist innerhalb eines ersten Hohlleiterabschnittes 42 angeordnet. Dieser Hohlleiterabschnitt 42 kann aus zwei Halbschalen bestehen, wie im Zusammenhang mit 6 beschrieben. Das Gehäuse kann in dieser Position innerhalb des ersten Hohlleiterabschnitts 42 verschraubt sein. 8th shows the case 37 within a waveguide structure consisting of the two waveguide sections 42 , 43 . The housing 37 is within a first waveguide section 42 arranged. This waveguide section 42 can consist of two half shells, as in connection with 6 described. The housing can be in this position within the first waveguide section 42 be screwed.

Der erste Hohlleiterabschnitt 42 wird in Richtung des Pfeils an den zweiten Hohlleiterabschnitt 43 platziert und mit diesem ebenfalls gekoppelt. Somit befindet sich das Gehäuse 37 vollständig innerhalb der Hohlleiterstruktur. Äußere Anschlüsse 44 kennzeichnen schematisch den Signalübergang von dem Gehäuse 37 zu der Hohlleiterstruktur.The first waveguide section 42 is in the direction of the arrow on the second waveguide section 43 placed and also coupled with this. Thus the housing is located 37 completely within the waveguide structure. External connections 44 schematically indicate the signal transition from the housing 37 to the waveguide structure.

Ergänzend ist darauf hingewiesen, dass „umfassend“ oder „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it is pointed out that “comprehensive” or “having” does not exclude other elements or steps, and “a” or “an” does not exclude a large number. Furthermore, it should be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be viewed as a restriction.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Satellitsatellite
22nd
Übertragungseinheit, AntenneTransmission unit, antenna
1010th
HochfrequenzbaugruppeHigh frequency assembly
2020th
Blockschaltbild einer VerstärkerbaugruppeBlock diagram of an amplifier module
2222
EingangsschnittstelleInput interface
2424th
VorverstärkerPreamplifier
2626
HochleistungsverstärkerHigh power amplifier
2828
AusgangsschnittstelleOutput interface
3131
elektronisches Substratelectronic substrate
3232
Verbindungconnection
3333
elektrischer Leiterelectrical conductor
3434
Hülle, DielektrikumSleeve, dielectric
3535
BefestigungselementFastener
3636
HohlleiterWaveguide
3737
Gehäusecasing
3838
AnschlussrippeConnecting rib
3939
erste Halbschalefirst half shell
4040
zweite Halbschalesecond half shell
4141
innerer Anschlussinternal connection
4242
erster Hohlleiterabschnittfirst waveguide section
4343
zweiter Hohlleiterabschnittsecond waveguide section
4444
äußerer Anschlussouter connection
4545
elektronische Einheitelectronic unit
4646
Innenrauminner space
4747
Spaltgap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2775612 A1 [0005]EP 2775612 A1 [0005]
  • US 9530604 B2 [0005]US 9530604 B2 [0005]

Claims (15)

Hochfrequenzbaugruppe (10), aufweisend: eine elektronische Einheit (45); ein Gehäuse (37), welches die elektronische Einheit (45) zumindest teilweise umgibt und die elektronische Einheit (45) zumindest teilweise in einem Innenraum (46) des Gehäuses angeordnet ist; einen an dem Gehäuse angeordneten inneren Anschluss (41), welcher mit der elektronischen Einheit (45) so gekoppelt ist, dass elektrische Signale zwischen der elektronischen Einheit (45) und dem inneren Anschluss (41) übertragen werden können; wobei der innere Anschluss (41) einstückig mit zumindest einem Teil des Gehäuses (37) ausgestaltet ist.High-frequency assembly (10), comprising: an electronic unit (45); a housing (37) which at least partially surrounds the electronic unit (45) and the electronic unit (45) is at least partially arranged in an interior (46) of the housing; an inner connector (41) disposed on the housing and coupled to the electronic unit (45) so that electrical signals can be transmitted between the electronic unit (45) and the inner connector (41); wherein the inner connection (41) is designed in one piece with at least a part of the housing (37). Hochfrequenzbaugruppe (10) nach Anspruch 1, wobei der innere Anschluss (45) von einer inneren Oberfläche des Gehäuses (37) gebildet ist.High-frequency assembly (10) after Claim 1 , wherein the inner connection (45) is formed by an inner surface of the housing (37). Hochfrequenzbaugruppe (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der innere Anschluss (45) von einer in den Innenraum (46) ragenden Nase des Gehäuses gebildet ist.High-frequency assembly (10) after Claim 1 or 2nd , wherein the inner connection (45) is formed by a nose of the housing protruding into the interior (46). Hochfrequenzbaugruppe (10) nach Anspruch 3, wobei in einem Spalt (47) zwischen der Nase und benachbarten Gehäusewandabschnitten mindestens teilweise ein elektrisch nicht-leitendes Material angeordnet ist.High-frequency assembly (10) after Claim 3 , An electrically non-conductive material being arranged at least partially in a gap (47) between the nose and adjacent housing wall sections. Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse Aluminium oder eine Aluminiumlegierung aufweist.High-frequency assembly (10) according to any one of the preceding claims, wherein the housing comprises aluminum or an aluminum alloy. Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die elektronische Einheit (45) ein Hochleistungsverstärker ist, insbesondere ein Hochleistungs-Transistorverstärker.High-frequency assembly (10) according to one of the preceding claims, wherein the electronic unit (45) is a high-performance amplifier, in particular a high-performance transistor amplifier. Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Verbindung (32) zwischen der elektronischen Einheit (45) und dem inneren Anschluss (41) eine Mikrostreifenverbindung ist.High frequency assembly (10) according to any one of the preceding claims, wherein a connection (32) between the electronic unit (45) and the inner terminal (41) is a microstrip connection. Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (37) einen zweiten inneren Anschluss aufweist, welcher einstückig mit dem Gehäuse ausgeführt ist; wobei der zweite innere Anschluss mit der elektronischen Einheit (45) verbunden ist.High-frequency assembly (10) according to one of the preceding claims, the housing (37) having a second inner connection which is made in one piece with the housing; wherein the second inner connector is connected to the electronic unit (45). Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Oberfläche des Gehäuses (37) mindestens teilweise mit Gold oder Silber beschichtet ist.High-frequency assembly (10) according to any one of the preceding claims, wherein a surface of the housing (37) is at least partially coated with gold or silver. Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen ersten Hohlleiterabschnitt (42), welcher an einer äußeren Oberfläche des Gehäuses (37) anliegt.High-frequency assembly (10) according to one of the preceding claims, further comprising a first waveguide section (42) which abuts an outer surface of the housing (37). Hochfrequenzbaugruppe (10) nach Anspruch 10, wobei der erste Hohlleiterabschnitt (42) aus einer ersten Halbschale (39) und einer zweiten Halbschale (40) besteht; wobei das Gehäuse (37) zwischen der ersten Halbschale und der zweiten Halbschale angeordnet ist.High-frequency assembly (10) after Claim 10 , wherein the first waveguide section (42) consists of a first half shell (39) and a second half shell (40); the housing (37) being arranged between the first half-shell and the second half-shell. Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, weiterhin aufweisend einen zweiten Hohlleiterabschnitt (43), welcher sich an den ersten Hohlleiterabschnitt (42) anschließt, so dass das Gehäuse (37) von dem ersten Hohlleiterabschnitt (42) und dem zweiten Hohlleiterabschnitt (43) umschlossen ist.High-frequency assembly (10) according to one of the Claims 10 or 11 , further comprising a second waveguide section (43) which adjoins the first waveguide section (42) so that the housing (37) is enclosed by the first waveguide section (42) and the second waveguide section (43). Hochfrequenzbaugruppe (10) nach Anspruch 12, wobei in dem zweiten Hohlleiterabschnitt (43) mindestens ein Element aus der Gruppe aufweisend die folgenden Elemente enthalten ist: Filter, Isolatoren, Biegungen, Antennen, Zirkulatoren, Multiplexer.High-frequency assembly (10) after Claim 12 , wherein the second waveguide section (43) contains at least one element from the group comprising the following elements: filters, isolators, bends, antennas, circulators, multiplexers. Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (37) einstückig ausgestaltet ist.High-frequency assembly (10) according to any one of the preceding claims, wherein the housing (37) is designed in one piece. Kommunikationssatellit (1), aufweisend: eine Hochfrequenzbaugruppe (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Hochfrequenzbaugruppe (10) in einer Datenübertragungsstrecke in dem Kommunikationssatelliten angeordnet ist.Communication satellite (1), comprising: a high-frequency assembly (10) according to any one of the preceding claims, the high-frequency module (10) being arranged in a data transmission link in the communication satellite.
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